ΕΝΑ ΤΑΞΙΔΙ ΣΤΙΣ ΤΕΛΕΥΤΑΙΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ ΚΑΙ ΣΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥΣ

¨...Η θέση και η ταχύτητα ενός μικροσκοπικού σωματιδίου δεν μπορεί να είναι ταυτόχρονα γνωστές με απόλυτη ακρίβεια....Όμως το πραγματικό περιεχόμενο της αρχής της αβεβαιότητας αναδεικνύεται αν την εφαρμόσουμε σε ένα σωματίδιο παγιδευμένο σε μια μικροσκοπική περιοχή, οπότε η θέση του είναι γνωστή με περιθώριο λάθους, δηλαδή απροσδιοριστία, όση και η διάσταση της φυλακής του. Εφόσον η απροσδιοριστία στη θέση του θα είναι πολύ μικρή, η απροσδιοριστία στην ταχύτητά του θα είναι πολύ μεγάλη, οπότε και η ταχύτητά του η ίδια θα είναι μεγάλη κατά μέσο όρο. Οδηγούμαστε έτσι στο εξής εντυπωσιακό- και πολύ βαθύ - συμπέρασμα: όσο πιο μικροσκοπική είναι η φυλακή στην οποία είναι κλεισμένο ένα σωματίδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητά του κατά μέσο όρο, άρα τόσο μεγαλύτερη και η κινητική ενέργεια που υποχρεούται να έχει... Η πιο μικροσκοπική φυλακή που υπάρχει στη φύση είναι ο ατομικός πυρήνας. Τι περιμένουμε λοιπόν να κάνουν οι έγκλειστοί του, δηλαδή τα πρωτόνια και τα νετρόνια που βρίσκονται στο εσωτερικό του; Σύμφωνα με τα παραπάνω, θα έχουν τεράστιες κινητικές ενέργειες ακριβώς επειδή είναι παγιδευμένα σε μια τόσο μικροσκοπική περιοχή. Ο πυρήνας είναι γίγαντας ενέργειας ακριβώς επειδή είναι νάνος μεγέθους...¨
¨ Το φάντασμα της όπερας¨, Στέφανος Τραχανάς, καθηγητής Φυσικού Τμήματος Παν. Κρήτης
Αφιέρωμα στην αρχή της απροσδιοριστίας ή αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg η οποία ανακαλύφθηκε το 1927 και ...κρύβεται πίσω από όλες τις βασικές φυσικές προυποθέσεις που επιτρέπουν στο σύμπαν να φτάσει έως την αυτογνωσία!

Σάββατο 7 Ιουνίου 2014

Δεν παρατηρήθηκε η διπλή φύση των νετρίνων


Έπειτα από δύο χρόνια ερευνών, οι φυσικοί του πειράματος EXO-200 ανακοίνωσαν πως η ραδιενεργός διάσπαση την οποία αναζητούσαν δεν παρατηρήθηκε. Εάν μάλιστα υπάρχει, ο χρόνος ημιζωής της (ένα μέτρο της συχνότητάς της) είναι περισσότερος από ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια  φορές (1015) μεγαλύτερος από την ηλικία του Σύμπαντος. Το EXO-200, λαμβάνει χώρα στο Νέο Μεξικό των ΗΠΑ, εντός ενός ορυχείου 650 μέτρα κάτω από το έδαφος, προκειμένου να είναι προστατευμένο από την κοσμική ακτινοβολία και τις ανεπιθύμητες ραδιενεργές διασπάσεις. Στα υπόγειά του, οι επιστήμονες μελετούν αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχουν νετρίνα. Πρόκειται για σωματίδια με πολύ μικρή μάζα που αλληλεπιδρούν πολύ ασθενώς με την ύλη...
Ο μηχανισμός που δίνει τη μάζα στα νετρίνα δεν είναι ο διάσημος μηχανισμός Χιγκς και οι λεπτομέρειες γύρω από τη φύση των αινιγματικών αυτών σωματιδίων παραμένουν άγνωστες στους επιστήμονες. Μία από τις πιθανές εξηγήσεις περιγράφει τα νετρίνα ως σωματίδια Μαχοράνα, μία υποθετική έως σήμερα κατηγορία σωματιδίων που είναι ταυτόχρονα και  τα αντι-σωματίδια τους. Εάν κάτι τέτοιο ίσχυε, θα έδινε πολλές απαντήσεις για την προέλευση της ύλης στο Σύμπαν.
Η πιο ευαίσθητη μέθοδος για τη διευθέτηση του παραπάνω ζητήματος είναι η έρευνα για τη  «διπλή διάσπαση βήτα δίχως νετρίνα», μία ραδιενεργό διάσπαση που είναι δυνατή μόνο εάν τα νετρίνα είναι ταυτόχρονα και τα ίδια τους τα αντι-νετρίνα.
Το EXO-200 ερεύνησε για ίχνη της συγκεκριμένης αντίδρασης δίχως όμως θετικά αποτελέσματα. Με μεγάλη ακρίβεια, οι φυσικοί υπολόγισαν πως ο χρόνος ημιζωής μίας τέτοιας διάσπασης υπερβαίνει τα 1025 χρόνια, όταν συγκριτικά η ηλικία του Σύμπαντος είναι της τάξης των 1010 χρόνων, κάτι που πρακτικά σημαίνει πως δε συμβαίνει.
Το συγκεκριμένο πείραμα ανήκει σε μία ευρύτερη κατηγορία πειραμάτων που αποσκοπούν στο να διερευνήσουν το ενδεχόμενο τα νετρίνα να είναι σωματίδια Μαχοράνα. Για την ώρα παραμένει ανοικτό ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα της σύγχρονης φυσικής.  
Η μελέτη δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Nature.
www.naftemporiki.gr